双电桥测量低电阻实验总结

双电桥测量低电阻实验总结

这学期的物理实验，我学到了很多平时不了解的知识，实验是物理学的基础，许多理论就是多次实验而得出的结论。我们要重视实验课，注重理论与实践相结合。通过这门课程，我们掌握了科学实验的基本技巧、基本方法和基本技能，提高了分析与解决实际问题的能力。现对我做过的双电桥测量低电阻实验做一个总结。

实验误差分析

双电桥测量低电阻实验的实验原理是通过惠斯通电桥来测量电阻，然而常见的惠斯通电桥测量低电阻，其接触电阻和引线电阻的影响无法消除，严重影响测量的准确性。改进后的双电桥巧妙地将接触电阻、引线电阻等附加电阻转移成了电源内阻和阻值较大的桥臂中，在电桥平衡时，消除了附加电阻对测量结果的影响。然而该实验的测量结果仍然会有一定程度上的误差。

主要有以下几点引起的误差：

（1） 双电桥的读数存在误差。

这种误差可通过多次测量来尽量减小

（2）对铜杆直径的测量存在误差。

（3）电桥灵敏度引起的误差。

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在对实验结果的不确定度进行计算的时候，发现在电阻与铜棒长度两个可以导致误差的变量来源中电阻占据主要位置。而对电阻的影响有很大一部分来自于双电桥的灵敏度。双电桥的灵敏度受几方面的影响。

1.双电桥的检流计的灵敏度越高，内阻越小，双电桥的灵敏度越高。

2.桥臂电阻越小，电桥灵敏度越高。

3电源工作电压越大灵敏度越高。

由误差分析可知，增大电路的工作电压可以提高电桥的灵敏度，但是绝对不能为此盲目提高电源电压，因为电源电压的增大是受待测电阻和标准电阻的允许功率，还有电阻升温的限制的。由此也可以知道，测量持续的时间越长，电路产生的焦耳热也就越多，为了避免由于电路工作对电阻造成的升温影响，应该在可能的范围内尽量缩短测量时间。

实验过程中应当注意以下几点：

1、为了保护检流计，每次都应该先粗调再细调，并采用跃接的方法。

2、基于实验原理的需要，要尽量减小跨线电阻，所以连接待测电阻与标准电阻的应该是短而粗的适当材料的导线。

3、电子检流计使用前应该先调零

4.接线柱要拧紧，接触要紧密，以减少接触电阻。

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5.电阻棒表面要擦拭干净

6.要选择正确的档位，以提高准确度。

实验改进

只有当跨线电阻比标准电阻小一个数量级的时候，运用实验的公式进行计算才是合理的。但是实际测量中，通常标准电阻的值已经很小了，要跨线电阻比标准电阻再小一个数量级实际上是比较困难的，往往跨线电阻比标准电阻还要大。此时若仍用原有的原理公式会带来较大的误差。为了解决这一问题。

原有的实验原理可以理解为一种静态的测量方法。这里考虑一种动态的测量方法——换臂法，通过在已有基础上在实验过程中对双电桥臂进行交换达到有效减小理论误差的结果。

可以取换臂前与换臂后的电阻测量值的平均值，通过计算可知，这样可以很大程度上的消除导线电阻对测量结果的影响。虽然没有实际的实验数据作为支持，但是我们仍然有理由相信，采用这种方法得到的结果的精确度将在原有基础上有大幅度提高。这样就相当于消除了跨线电阻的苛刻要求，它的准确度将主要受电阻箱电阻，比例臂电阻以及标准电阻的影响。

根据误差分析中对电桥灵敏度的分析可知，桥臂电阻取得越小可以使电桥的灵敏度越高，但是实验原理又要求桥臂电阻要保证一定的量，以减小接线接触电阻的影响。而且电桥灵敏度太高将导致调节操作变得十分不方便。所以应当在接触电阻可以忽略并且操作难度还不是很大的前提下，桥臂电阻应当适当小些，提高测量的准确度。在实验过程中发现

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许多铜棒在多次实验后都已经变得弯曲，这样带来的后果就是卡尺只能得到两个导线夹之间的直线距离，如果中间的铜棒是弯曲的，就会导致测量长度较实际长度偏小。为了改善这种状况，设想，可以将铜棒的载体改成一个镂空的绝缘的轨道，将这个导体棒笔直的镶嵌进去。还有，考虑到需要在接触的地方留有一定的散热空间，所以方案中在考虑通过嵌入轨道使铜棒一直保持笔直时，还要使轨道部分镂空，以减小对散热的影响。

由于温度对电阻率会产生一定的影响，实验时可以记录温度。

实验感想

通过本次实验，我掌握了电桥法测电阻的一般原理，并学会使用了QJ44型单双电桥、电子检流计等以前未使用过的电学实验仪器，并进一步巩固了数据处理的不确定度的计算方法.

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